Виды обжигов керамических изделий. Основные понятия об обжиге

Обжиг керамики считается важнейшим технологическим процессом, причем наиболее энергозатратным. Не зная основ химии достаточно трудно понять, что именно происходит с глиной при обжиге. Тем не менее, теория изготовления керамики является доступной для любого желающего, так как можно пользоваться готовыми рецептами, не вдаваясь в детали технологии. Обжиг позволяет получить керамику в привычном для нас виде из глины путем множества физико-химических преобразований. Происходит так называемое спекание, это финальная стадия обжига.

В зависимости от технологии обжига можно получать различные результаты. Основное назначение термической обработки – увеличение прочности черепков, повышение их водонепроницаемости, придание керамике устойчивого оттенка. Если говорить подробнее, то для каждого вида керамики обжиг вносит свои изменения.

Утиль (керамика, получаемая всего лишь одним обжигом и отличающаяся отсутствием декора и глазури) должен стать прочным, но оставаться пористым, чтобы впоследствии впитать глазурь. Бисквитный фарфор после обжига приобретет белизну и шелковистость, а глазури будут отлично блестеть.

Параметры обжига и его технологии были получены методом проб и ошибок. Нужна большая практика, чтобы познать все секреты изготовления керамики. Опытный мастер действует не спонтанно. Он интуитивно предполагает, какие свойства приобретет глина после обжига.

Примечательно то, что азы гончарного искусства постигали люди, далекие от таких наук, как физика или химия. Действительно, с научной точки зрения технология обжига выглядит достаточно сложно. В составе глины присутствует множество химических соединений, которые в процессе высокотемпературной обработки претерпевают различные изменения. Чтобы познать теорию, необходимо иметь представление о таких процессах, как дегидратация, фазовые переходы, химические реакции, кристаллизация и плавление, а также растворение.

Даже сегодня нет единой методики точных расчетов для получения того или иного результата. Иногда требуется провести десяток экспериментов, чтобы получить нужный оттенок или нужные физические свойства. Тем не менее, можно управлять процессом обжига, зная его принципы и особенности.

Преимущества изготовления глиняных изделий в домашних условиях

Есть несколько плюсов изготовления керамики в домашних условиях, определяющих популярность этого ремесла:

• Это дешевле в долгосрочной перспективе, так как не нужна аренда студии.
• Все запасы материалов всегда под рукой.
• Это экономит время, не нужно никуда ездить.
• Нужны минимальные инвестиции.
• Позволяет вам заниматься этим в комфортных домашних условиях.

Также есть несколько недостатков занятия этим дома:

• У вас не будет учителя, чтобы помочь вам.
• Вы должны изучить все самостоятельно.
• У вас может не быть суперпрофессиональных инструментов, которые есть в студиях.
• Вы можете быть ограничены в выборе изделий, которые хотите сделать.

Если вы только учитесь изготавливать керамику, прежде всего нужно работать над техникой, и делать это дома — это хороший способ создать комфортное пространство и изучить основы ремесла. Но если у вас нет домашней студии, то стоит также попробовать поработать в специализированной студии, особенно если у вас нет своих материалов. Это позволит вам быстрее изучить основы техники и проверить, сможете ли вы создать более комфортные условия для изготовления глиняных изделий у себя дома.

Как выбрать глину для керамики?

Одна деталь, в которой вы захотите разобраться точно, это виды глины. Если бы вы работали в студии, мы бы сказали, просто возьмите обычную глину, которая используется для обжига в зависимости от температуры вашей печи, вы даже можете работать с фарфором.

Глина и керамика — это разные материалы, которые широко используются в гончарном деле. Тем не менее, основное различие между этими двумя материалами заключается в том, что глина является природным материалом, который естественным образом добывается. С другой стороны, керамика — это различные группы веществ, которые добавляются в глину для ее затвердевания при нагревании.

Поскольку керамика содержит оксиды металлов, при нагревании она меняет молекулярную структуру глины. Следовательно, все глины могут рассматриваться как керамика, но не вся керамика считается глиной. В то время как есть различные типы керамических глин, в основном в гончарном ремесле используется фарфор, горшечная и каменная глины.

Горшечная глина

Горшечная глина имеет низкую температуру обжига и состоит из мелкозернистых частиц. Изделия из такой глины могут служить годами. Этот вид глины легко обрабатывается, он липкий и очень пластичный по своей природе. Обжигается при 1100°C. В результате получается твердый, но хрупкий материал пористой структуры. Для того, чтобы сделать изделие непористым, на керамику наносят глазурь, а затем обжигают во второй раз.

Фарфор

Фарфоровая глина — это мелкозернистая глина белого цвета, используемая для изготовления керамики. Она очень прочная и дает белый цвет благодаря более высоким уровням концентрации каолина. Фарфор можно обжигать при очень высокой температуре — от 1200 до 1450°С. В результате получаются очень твердые, белые, полупрозрачные, блестящие изделия.

Каменная глина

Цвет такой керамики варьируется от темно-коричневого до баффового. Разница в цвете возникает из-за наличия примесей и содержания железа в глине. Каменная глина имеет крупнозернистые частицы, которые обжигаются при 1200°C. В результате получается более плотный, долговечный материал, который по своей природе является водонепроницаемым. Такая глина не требует нанесения глазури. Хотя это лучшие керамические глины, которые используются для гончарных работ, если вы новичок и только присматриваетесь к гончарному делу, то можно начать с самозастывающей глины. Она очень пластична, что позволяет создавать самые разнообразные гончарные изделия. Дополнительно про материалы для керамики вы можете прочитать в нашей отдельной статье.

В обжиге происходят все основные изменения в глине и глазури, после которых и образуется то, что мы называем керамикой. Обжиг — это технологический процесс, параметры которого найдены практическими испытаниями, и он должен быть проведен так, как этого требуют обжигаемые изделия. Интуитивно понятно, что мы хотим вынуть из печи. От утиля ожидается звонкая прочность и некоторая пористость, чтобы он впитывал глазурь. От бисквитного фарфора — приятная шелковистость и белизна. Блестящие глазури должны хорошо блестеть, а матовые быть по-настоящему матовыми. Никто не желает кривья и треска, прилипшей к полке глазури, и всякого рода пузырей и наколов.

Сформулировать это понимание на языке цифр сложнее. Во время нагрева множество химических соединений, из которых состоит наше сырое изделие, претерпевает серьезные изменения. Дегидратация, фазовые превращения, химические взаимодействия, растворение и кристаллизация — вот их неполный список. До сих пор не существует полной теоретической модели, по которой можно было бы заранее предсказать результат, а если бы она существовала, нам потребовался бы месяц исследований состава глины и глазури, чтобы дать точное задание на расчет. Нам остается проводить эксперимент за экспериментом, выясняя, что важно, а что нет, какой должна быть температура, нужна ли выдержка, и почему там и тогда все было хорошо, а здесь и сейчас — сплошное безобразие.

Но мы хотим получать задуманные эффекты и запланированные свойства изделий, и для этого нужно иметь возможность контролировать параметры обжига и управлять ими, зная основные, самые общие, принципы.

Теперь конкретно об этих принципах.

1. Виды обжига, зачем они нужны и что нужно контролировать прежде всего.

2. Электрические печи и два слова про другие.

Виды обжига, зачем они нужны и что нужно контролировать прежде всего.

Условно разделим все материалы на 4 группы:
• — Фарфор — много плавней, при нагревании в черепке образуется много жидкой фазы. Сюда же отнесем каменные массы.
• — Фаянс — жидкой фазы почти что нет. Кстати, и фаянса-то уже никто не выпускает в его прежде классическом варианте…
• — Майолика — здесь будем так называть изделия из красной глины, в том числе гончарку, терракоту и т.п.
• — Шамот — по химическому составу — любой из вышеперечисленных материалов. Отличается от них тем, что содержит зерна уже обожженного материала, связанные пластичной глиной.

Для каждой группы материалов условно выделим некоторые объединяющие их моменты.

Фарфоровая схема обжига.

Сначала проводят первый, утильный, обжиг. То есть обжигают высохшие изделия без глазури. Температуру выбирают в интервале 800 — 1000°С. После первого обжига изделия приобретают прочность, достаточную даже для машинного глазурования (на конвеерной линии). Изделия остаются пористыми, но, если есть трещины, их легко выявить (по характерному дребезжанию) простукиванием деревянной палочкой. При глазуровании не надо церемониться с изделием так, как это бывает в случае сырца (однократный обжиг). Можно легко глазуровать изделия окунанием, даже если они метровых габаритов. Изделия после этого обжига называют утилем.

Затем проводят второй обжиг.Перед глазурованием и, соответственно, перед вторым, политым, обжигом, на изделие наносят подглазурную роспись. Педанты технологии после этого проводят еще и промежуточный закрепляющий обжиг, чтобы краски не смылись при окунании в глазурь.Политой обжиг, т.е. обжиг полуобожженного заглазурованного изделия, проводят при температуре созревания черепка. Это разные температуры для разных видов фарфора (а мы сюда отнесли еще и каменные массы). Настоящий фарфор требует 1380 — 1420°С, рядовой столовый фарфор — 1300 — 1380°С, санитарно-технический — 1250 — 1280°С, а каменные массы — в зависимости от того, что используют в роли плавня. Второй обжиг окончательно формирует структуру керамики и, таким образом, определяет все ее физико-химические свойства. Изделия после этого обжига (если оно не расписано) называют бельем.

Из белых фарфоровых чашек очень приятно пить чай на даче. Традиции диктуют фарфору другой вид: с цветочной росписью, картинкой, золотой или голубой каемочкой. Украшения фарфор получает в третьем, декорирующем, обжиге. Обычные надглазурные краски вжигают при 800 — 830°С, люстровые краски и препараты золота — при той же или чуть меньшей температуре. Сейчас распространился и высокотемпературный декорирующий обжиг при 1000 — 1100оС. Роспись для него проводят красками высокого огня (внутриглазурные краски) или легкоплавкими цветными глазурями. Иногда, чтобы получить яркие краски, проводят два и более декорирующих обжигов. Все они, с точки зрения классификации, третьи. Изделия после третьего обжига называют на Худсовете предприятия.

Фаянсовая схема обжига

Первый обжиг фаянса — высокий. В фаянсовых массах практически нет плавней, поэтому при обжиге образуется минимальное количество жидкой фазы, или не образуется вообще, а глины, входящие в его состав, имеют высокую тугоплавкость. Это дает возможность обжигать изделия из фаянса сразу при температурах, необходимых для созревания черепка. Как правило, это 1200-1250°C. В отличие от фарфора, черепок останется пористым, на него легко нанести слой глазури.

А второй обжиг, политой, можно проводить при любой температуре! То есть, при той, которая требуется для нормального растекания глазури: 1150 — 1250°C, если это «фаянсовые» глазури, 900 — 1000°C, если это свинцовые майолики; можно нанести белую эмаль и использовать технику росписи по сырой эмали. Во всех случаях, если глазури подобраны правильно, мы получим изделие с такой же прочностью, какой она была после первого обжига.

Третий, декорирующий, обжиг проводят так же, как и в фарфоровой схеме. Если он необходим. Ведь, по сравнению с фарфором, низкая температура политого обжига допускает применение глазурей и красок широкой цветовой гаммы.

Обжиг майолики

Здесь используются красножгущиеся глины с невысокой тугоплавкостью. Пережег может привести к их вспучиванию и сильной деформации. Красные глины вдобавок имеют узкий интервал обжига. Например, при 950°C это еще непрочное рыхлое, а при 1050oC — плотноспекшееся, стекловидное тело. Конечно, бывают и исключения, но там и тогда. Для майолики в принципе характерны низкие температуры обжига — 900 — 1100oC. И как раз примерно при этих температурах завершаются процессы разложения глинистых материалов, которые (процессы) сопровождаются выделением газообразных веществ. Это делает крайне затруднительным так называемый однократный обжиг — и черепка и глазури — за один раз. Если обратиться к нижеприведенной таблице, будет ясно, насколько близки температуры обжига майолики к критическим для керамики температурам. Самая распространенная технология — первый, утильный, и второй, политой, обжиг.

Режим первого обжига выбирают таким, чтобы в максимальной степени прошли все процессы превращения глинистых минералов. Незавершенность этих процессов обязательно скажется на качестве поверхности глазури после второго обжига. Температура утильного обжига может быть и выше, и ниже температуры политого обжига. Обычно ниже, где-то на уровне 900 — 950°C.

Режим второго обжига выбирают исходя из характеристик глазури, но, естественно, при этом нельзя превышать температуру начала деформации черепка.

Обжиг шамота

Основное отличие шамотных масс от вышеперечисленных — наличие в массе жесткого каркаса из плотных, уже прошедших соответствующий обжиг зерен. Размер зерен может варьироваться от 100 микрон до нескольких миллиметров, что определяется скорее требованиями фактуры материала, а не требованиями технологии. Жесткий каркас препятствует усадке массы в процессе обжига. (Кстати, при сушке усадка шамотных масс ненамного меньше, чем тонких пластичных масс). Это позволяет проводить обжиг при несколько более высоких температурах, не опасаясь серьезной деформации изделия. Часто материал зерен имеет другой состав, чем пластичная составляющая массы. Если тугоплавкость зерен выше, температуру обжига можно увеличить значительно.

А в целом схема обжига шамота та же, что и для других типов масс: сначала утильный, потом (если нужно) политой, потом (если нужно) декорирующий обжиги.

Однократный обжиг

Однократный обжиг — это когда на высушенное изделие наносят глазурь и обжигают все в один прием, объединяя утильный и политой обжиги. Это мечта любого производственного экономиста:

• только один раз тратится энергия на нагрев;
• ставка изделий в печь и их выемка производится один раз;
• не нужен промежуточный склад утиля;
• цикл от сырца до готового изделия сокращается вдвое, т.е. меньше относительные затраты на аренду площадей и зарплату за счет повышения производительности.

В принципе, если не считать совсем низкотемпературный декорирующий обжиг, однократно можно обжечь любой материал.

Но:
• приходится наносить и подглазурный рисунок, и собственно глазурь на просто высушенное изделие, которое, конечно, не имеет прочности утиля;
• из-за этого исключается машинная обработка, а руками надо все делать очень акуратно, чтобы ничего не разбить;
• глазурование методом окунания — наиболее экономный с точки зрения расхода глазурей — можно проводить только для маленьких изделий, делая большую паузу между глазурованием внутри и снаружи;
• нет утиля, нет и промежуточного контроля качества (овальность, тонкие краевые трещины и т.п.), т.е. заранее закладывается более высокий процент брака
• глазури должны быть специфицированы на однократный обжиг.

Как же определить, нужен нам однократный или двукратный обжиг? Решающим критерием для художника или художественной студии является конечный результат — то есть осуществление художественного замысла. Для мастерских, изготавливающих более или менее серийную продукцию, и для керамических фабрик, решающим могут оказаться соображения экономического порядка. Вот что нужно иметь в виду.

Для фарфора:
• Энергозатраты на низкий утильный обжиг существенно ниже затрат на высокий обжиг. Для первого достаточны температуры порядка 900°C, воздушная окислительная среда, электрическая печь со слабой футеровкой. Для второго — хорошо футерованная и желательно пламенная печь. Стоит ли экономить на утиле?
• Глазури для фарфора начинают расплавляться при температуре, близкой к температуре созревания фарфорового черепка. В том интервале температур, где происходят процессы разложения глинистых минералов, глазурный слой походит на порошок, и газы легко проходят через него. Таким образом, не приходится опасаться дефектов глазури, возникающих по причине газонепроницаемости расплава. Стоит ли проводить утильный обжиг?
• Фарфоровые массы — это тощие, быстро промокающие массы. Глазурование сырца требует сноровки. Утиль нужен!
• Многие крупные изделия, например, изразцы, часто надо глазуровать напылением. А при обжиге на бисквит глазуровать вообще не надо. Тогда зачем нужен утиль?!

Для фаянса:
• Утильный обжиг (помните, он проводится на высокую температуру) нужен обязательно, если мы собираемся использовать легкоплавкие глазури. Иначе в однократном обжиге мы получим не фаянс, а нечто недожженное, напоминающее папье-маше.
• Утильный обжиг не нужен, если мы используем высокотемпературные глазури, которые, наподобие фарфоровых, начинают плавиться выше 1100°C. В этом случае наносят их, как правило, напылением сжатым воздухом.

Для майолики — самый сложный случай.
• Утиль нужен практически всегда, и причем на максимально высокую температуру. Многие технологи западной школы рекомендуют обжигать майолику чуть ли не до стекловидного состояния, чтобы выжечь все примеси и разложить все, что способно разложиться в утильном обжиге. Вопрос, а как потом глазуровать? Можно. Читайте об этом в разделе о глазурях.
• Если в качестве покрытия использовать ангобы или что-то вроде терра-сигилята, или если вы располагаете специальными глазурями с очень коротким интервалом плавления, можно обойтись без утиля.

Для всех материалов однократный обжиг возможен при условии тщательно отлаженной технологии, которая в случае керамики, на две трети состоит из опыта работающих.

Кажется, в нашем изложении проблем обжига все уже запутано настолько, что требуется еще одна раскладка по полочкам.

Что происходит в процессе нагрева и охлаждения.

В таблице описаны основные процессы. Поэтому сейчас еще раз кратко укажем, что главное в обжиге.

• 01Первый обжиг. В печь ставим сырец. В нем много воды, даже если он выглядит сухим. До 200 — 300°C нагреваем медленно, например за 2 — 3 часа. Обеспечиваем хорошую вентиляцию, чтобы выгорели все примеси. Конечная температура — 900 — 1000°C. Если нет уверенности в температуре, делаем выдержку 1 — 3 часа, давая возможность всей садке равномерно прогреться. Охлаждение ведем с такой скоростью, с которой остывает печь. Форсированное охлаждение проводим только после нескольких экспериментов — цека глазурей не будет, поскольку нет глазурей, а вот холодный треск из-за кварца может иметь место.
• 02Обжиг с глазурью после утиля. В печь ставим заглазурованные изделия. Черепок уже обжигали на утиль, так что скорость на начальном участке нагрева может быть выше; главное, хорошо просушить глазурь. Нагрев до конечной температуры проводим так быстро, как позволяет печь и, главное, скорость прогрева изделий. При конечной температуре делаем выдержку от 15 минут до 1-2 часов с целью равномерного прогрева. Если скорость подъема температуры в конце нагрева невысокая (50°C в час и меньше), считаем, что выдержка уже была. Лучше, конечно, здесь пользоваться конусами Зегера. «Полочки» (выдержки при постоянной температуре) на стадии охлаждения — только для кристаллических глазурей и некоторых матовых. В остальном — как в п.1.
• 03Однократный обжиг с глазурью. Принимаем во внимание все, что в п.1 и в п.2. Не форсируем подъем температуры в интервале 500 — 900°C — до начала плавления глазури из черепка должны удалиться все газы!
• 04Обжиг деколей, люстровых красок, надглазурных красок. Поднимаем температуру очень медленно (за 2 — 4 часа) до 400°C — надо сгореть всей органике. При этом среда должна быть окислительной (воздушной), а вентиляция — интенсивной. От 400 до 800°C — как угодно быстро. Выдержка 5 — 15 минут.

О том, какие условия обжига диктует печь, читайте ниже.

Электрические печи и два слова про другие.

Обжиг керамики проводят в самых разных тепловых агрегатах, называемых печами. Если для нагрева используется тепло электрического тока, печи называют электрическими, если тепло от сгорания органического топлива — топливными и обычно более конкретно:газовыми, дровяными, мазутными и т.д. За тысячи лет обжигов керамики изобретено немало конструкций топливных печей, а за последние сто лет — не меньшее число конструкций электропечей.

Независимо от вида и конструкции, в печи присутствует:
• свободное пространство для ставки изделий, для краткости — камера;
• огнеупорная и теплоизолирующая оболочка, для краткости — футеровка;
• тепловой источник — нагреватель, горелка и т.д.
• устройство для контроля и регулирования степени нагрева — регулятор.

Каждую печь можно классифицировать по особенностям перечисленных атрибутов. Если нужно заказывать печь, обязательно указывайте эти особенности.

Объем камеры определяет производительность печи в одном обжиге в периодической печи или за цикл толкания одной вагонетки в туннельной печи. В дальнейшем мы будем говорить только о печах периодического действия. Объем камеры может составлять 1 — 2 литра; такие маленькие печки удобны для тестовых обжигов и для изготовления небольших изделий типа керамической бижутерии. Объем камер печей, обычно используемых в мастерских и студиях, составляет от 50 — 100 литров до 1 — 1,5 куб. м. Для фабричных условий характерны печи с объемом от 3 до 20 куб. м.

Футеровка и нагреватель определяют максимальную температуру, которую можно развить в камере. Чем выше требуется температура, тем более высокого класса должны быть огнеупоры, что сразу и, заметим, резко сказывается на стоимости печи. Иногда камера отделена от нагревателя дополнительной футеровкой, называемой муфелем. (Не следует называть муфелями все подряд маленькие печи!)

Регулятор содержит устройство для измерения температуры, которым обычно является термопара, устройство регулирования мощности нагревателя и управляющее устройство, согласующее действие двух первых.

Ниже приведены некоторые конфигурации печей.

Костер

Электропечь 200.1250.L (ООО «Термокерамика»), вариант

Такие разные тепловые устройства здесь приведены для того, чтобы глубже понять функции элементов печи.

Камера — это рабочее пространство, куда помещаются изделия и полки с подставками, из общего объема «от стенки до стенки» нужно вычесть объем, необходимый для нагревателей. А расчет полезной загрузки камеры нужно производить с учетом толщин полок.

Пример. Полезная ширина, глубина и высота камеры — 40 см. Имеется огнеупорная плита 39х39 см, толщиной 2 см и четыре стойки 7х7 см высотой 18 см. Сколько горшков диаметром 18 см и высотой 16 см можно поместить в печь? Ответ: если без полки — 4 шт., а если с полкой — 6 шт. (а не 8; смотрите на рисунке).

Продолжая пример, зададимся вопросом, а что, собственно, выгоднее — обжечь за один раз 4 горшка или 6? Ответ заключен в анализе количества тепла, необходимого на нагрев дополнительной массы огнеприпаса. Если горшок весит грамм 300, а плита и стойки — килограммов 5… Т.е. чуть ли не все тепло пойдет на нагрев огнеприпаса! И остывать печь будет дольше. Может случиться так, что за время обжига шести горшков можно провести два обжига по 4 горшка в каждом.

На самом деле нагреваются не только горшки и огнеприпас, но и стенки печи. В костре это — сплошная масса земли. Прогреть ее трудно, остудить тоже. В современной печи должны присутствовать огнеупоры с низкой теплоемкостью, низкой теплопроводностью и высокой огнеупорностью. Вакуумформованый волокнистый материал ШВП-350 хорошо подходит для конструирования печей с рабочей температурой 1200°C. Если вся печь выполнена из тяжелого шамотного кирпича, она потребует колоссального времени на нагрев и остывание, и соответственно затрат энергии. Такая тяжелая «на подъем» печь не позволит Вам реализовать режимы скоростного нагрева, если они Вам для чего-то понадобились. Впрочем, можно увеличить мощность нагревателей.

Электрические нагреватели бывают проволочными и керамическими. Проволоку делают из нихрома (дорого, предельная температура 1100°C, зато остаются гибкими после работы) или из железных сплавов. Последние часто называют «фехраль», а импортные аналоги — «кантал»; отечественные марки имеют точное наименование — Х23Ю5Т или Х27Ю5Т. Фехраль работает до 1200 — 1350°C в зависимости от диаметра проволоки. После первого же нагрева необратимо становится хрупким, перегоревший в одном месте нагреватель нельзя починить скруткой!

К керамическим нагревателям относятся карбид-кремниевые, они же силитовые, они же карборундовые стержни: рабочая температура до 1400°C. В последние 10 лет упорно рекламируются дорогие хромит-лантановые нагреватели с рабочей температурой до 1700°C, которые имеют очень высокий ресурс работы при тех же 1300-1400°C (если не сломать, когда устанавливаешь тяжелую плиту :-)). Читайте в другом месте о том, как рассчитывать электрические нагреватели. Здесь мы рекомендуем обращаться за помощью в специализированные фирмы.

Если нагрев осуществляется газовыми горелками, в пространстве печи могут быть достигнуты любые температуры вплоть до 1700°C, а если еще использовать воздух, обогащенный кислородом, — до 2000°C. Газовые (да и другие топливные) печи хороши тем, что позволяют вести обжиг не только в окислительной, но и в нейтральной, и в восстановительной среде. Степень «восстановительности» регулируют изменением соотношения газ/воздух, в современных газовых печах это делается автоматически. Дровяные печи, к сожалению, сложнее поддаются автоматизации, но они просты в изготовлении, дешевы в эксплуатации, для них не требуется согласований с газовой инспекцией, а дают 1200°C запросто.

Чем мощнее нагреватели, тем более быстрый нагрев они могут обеспечить. И тем аккуратнее с ними нужно работать. Представьте, что произойдет в первые же пять минут с горшками, если одна сторона их обращена к мгновенно раскаляющейся стенке с нагревателями, а другая — к холодному соседнему горшку. Плавный разогрев (а точнее — равномерный по всей камере) проще всего получить, используя тиристорные силовые блоки. Регулирование выходной мощности в них происходит по принципу «больше сила тока» — «меньше сила тока», а не по принципу «включено» — «выключено». Если в Вашем распоряжении только последний способ регулирования, то задавайте на первом этапе невысокие температуры (сначала 100°C, через полчаса — 200°C, через час — 300°C, и только потом — конечную температуру). А если в печи совсем нет управляющего прибора, не отходите от нее и щелкайте выключателем каждые пять минут (Это не шутка!)

Называя разные температуры, мы до сих пор не уточняли, о чем идет речь — о температуре на нагревателе? на изделии? на термопаре? Если в печи установлена термопара, то прибор, подсоединенный к ней, будет показывать, естественно, температуру кончика термопары. По разным причинам, о которых написаны тома научной литературы, эта температура только примерно отражает тепловую ситуацию в печи. В процессе нагрева нагреватели всегда горячее, а изделия — холоднее, чем термопара. Термопара показывает температуру в некоторой точке камеры, а что делается в других местах — неизвестно. Тем не менее термопара выдает электрический сигнал, понятный электронным приборам, в том числе и автоматике управления мощностью. С этой точки зрения она незаменима. Долгая практика эксплуатации печи дает информацию о том, где в камере бывает жарче, где холоднее. Рано или поздно мы привыкаем к повадкам этого устройства. Но издавна (с конца 19 века) известен и другой способ определения момента достижения требуемой точки обжига. Это — обжиг по конусам Зегера.

Обжиг считается выполненным на данный конус, если конус, деформируясь в процессе обжига, коснулся подставки, на которую он установлен. Конус изготовлен из масс, поведение которых схоже с поведением обжигаемого материала. Если на практике выяснено, что наилучший результат достигается при обжиге на конус, скажем, 114, то все обжиги надо проводить на этот конус, не обращая особенного внимания на показания термопары. Да и термопара не нужна! Использование конусов чрезвычайно распространено в художественной керамике на Западе. И это не случайно…

Как выбрать глину для работы на дому?

1. Однако в домашних условиях всё может быть немного по-другому. Вы выбираете один из трех различных типов глины:

• Обжигаемая в печи.
• Полимерная.
• Высушиваемая на воздухе.

2. У каждого из них есть свои плюсы и минусы. У обжигаемой есть несколько преимуществ и недостатков, которые вам необходимо учитывать:

• Обычно выдерживает более высокие температуры.
• Лучше для керамики, используемой в потреблении.
• Как правило более долговечная.
• Самый большой недостаток в том, что с ней труднее работать.

3. У высушиваемой на воздухе глины также есть свои преимущества и недостатки, а именно:

• Вам не нужна печь или источник тепла.
• Как правило, из нее вы можете создать большинство изделий.
• Недостатком является то, что она обычно не такая прочная как обжигаемая в печи.
• Требует вечность, чтобы высохнуть.

Такой вариант, как правило, менее похож на настоящий процесс изготовления глиняных изделий, но он иногда используется, когда вы просто хотите что-нибудь сделать самым простым способом.

4. Наконец, есть полимерная глина, которая имеет преимущества и недостатки, аналогичные второму варианту:

• Это отличная глина для новичков.
• Позволяет работать с формой.
• Как правило, прочная, но не на столько как обжигаемая.
• Не самая податливая по сравнению с двумя другими.
• Обычно используется для формовки и не более того.

Идеальная ситуация была бы, если бы у вас была печь для обжига и специализированная для нее глина, но если вы ограничены в средствах и пока не хотите вкладывать много денег в дорогое оборудование, то это ваши варианты.

Процесс сооружения своими руками

Следуя гончарным традициям, мастера продолжают собственноручно изготавливать печи для обжига. Так, Купольная печь своими руками нередко встречается на территории мастерских и прочие другие варианты. В первую очередь, необходимо подготовить корпус будущего устройства. В его качестве может выступить даже стиральная машинка, будет лучше сказать, ее корпус. Также можно сделать корпус самостоятельно из листа оцинковки. В этом случае следует придерживаться следующих размеров: ширина – 50 см, длина – 50 см, высота – чуть меньше 100 см.

Далее необходимо укрепить дно коробки при помощи уголка или же труб, которые привариваются по периметру основания и через центр. Этими же трубами рекомендуется сделать ножки. Помимо этого, не помешает укрепить и ребро с петлями для дверцы и непосредственно саму дверцу.

Дно и стенки покрываются 10 мм толщиной базальтовой ваты, для ее сохранности необходимо выложить несколько отрезков квадратной трубы и закрыть все металлическим листом. Не стоит пугаться, что внешне гончарная печь не напоминает красавицу печь камин Дуэт, ведь у них совершенно разные функции. В качестве огнеупоров могут выступать волокнистые плиты и шамотный кирпич. Герметик для каминов и печей в случае с шамотным кирпичом будет представлен специальной смесью.

В качестве кладки выступают плотно пристыкованные кирпичи, они могут быть подрезаны до необходимого размера. В первую очередь выкладывается дно корпуса, огнеупорная смесь разводится водой, при этом для наружного слоя добавляется еще и цемент. Кирпичи необходимо вымочить в воде, прежде чем начать кладку. Далее кладка перекидывается на стенки и потолок. Переходя к верху необходимо середину оснастить блоками, выложенными в трапециевидной форме. Не стоит забывать о том, что дверца должна быть также выложена кирпичом. После этого дверца приваривается, подогнанная под размер.

Далее следует трудоемкий процесс проведения электронагревательных спиралей. Формируются канавки под спирали по всему периметру, при этом глубина канавок должна соответствовать диаметру проволоки. Здесь может быть выбрана нихромовая проволока или готовые спирали из нее. Ни в коем случае не допускайте соприкосновения витков спиралей.

После укладки спиралей, ее концы необходимо вывести наверх, после чего установить керамическую пластину от электроплитки и закрепить концы болтами. Далее устанавливается переключатель спиралей с двумя контактами с одной стороны и тремя – с другой, и подсоединяются провода. Гончарная печь готова, ее необходимо просушить и выложить кафель для печей и каминов

Важно помнить, что эта печь опасна, и с ней надо быть всегда настороже

Обжиг керамики в домашних условиях

Обжиг в духовке – вариант, если вы работаете с обжигаемой глиной. Но, если вы готовы потратить немного больше денег, вы можете купить недорогую печь.

Преимущества обжига в духовке:

• Это дешево, так как она у вас уже есть.
• Обычно позволяет создать достойную керамику.
• Получаемые изделия достаточно долговечные.

Но если вы хотите подойти к процессу более серьезно, то вам нужна печь, потому что ваша домашняя духовка не даст желаемой температуры. У нее есть много преимуществ перед духовкой:

• Ваши изделия могут быть более разнообразными.
• Вы сможете создать подходящую атмосферу для работы.
• Вы сможете работать с более разнообразными глазурями и глинами.
• Процесс проще в управлении, так как он более медленный.
• Позволяет использовать высокотемпературный (бисквитный) обжиг, который делает керамику прочнее.

Духовка – это хорошее начало, если вы собираетесь учиться заниматься этим дома. Но советуем вам, как только вы немного научитесь, подумайте о покупке печи или обжигайте ее в студии поблизости.

Утильный обжиг

Утильный обжиг — это определённый первый этап закалки керамической заготовки, при котором изделие становится наиболее прочным. Без него предмет не будет отвечать заявленным свойствам.

Утильный обжиг керамики отличается от накаливания глины. Это происходит за счёт производного состава смесей, плотности рабочего материала. Температура утильного обжига керамики и время необходима ниже, чем для обжига глины. Это интервал от 600 до 650 градусов. Закалка происходит уже при этих температурах.

Как сделать керамику в домашних условиях

Как работать с керамикой в ​​таком ограниченном пространстве? На самом деле это довольно просто, и мы поговорим о том, как вы можете использовать различные техники в зависимости от среды, в которой вы работаете.

Сначала поговорим о создании глиняной формы, для этого начнем со следующего:

• Возьмите глину и раскатайте ее.
• Отрежьте желаемую длину и ширину.
• Если используете лепку, скатайте глину в форме шара.
• Выберите технику для дальнейшей работы.

Если вы создаете керамику без гончарного круга, то это ручная лепка. Ручная лепка, на наш взгляд, является лучшим способом изготовления керамики, поскольку она проста и требует меньше материалов.

Рассмотрим три техники ручной лепки:

• Лепка из глиняных пластин.
• Спиральная лепка.
• Лепка из целого куска глины.

Вы можете начать с лепки из глиняных пластин. Для этого:

• Раскатайте глину.
• Вырежьте ее до желаемой длины / ширины / высоты.
• Отложите в сторону и повторите.
• Когда все детали вырезаны, проработайте соединения, смазав их жидкой глиной, а затем соединив детали вместе.
• Сгладьте соединения.
• Повторите эти шаги с каждой стороны.

Для спиральной лепки из жгутов вы делаете что-то похожее в начале, но процесс включает в себя гораздо больше деталей:

• Раскатайте цилиндр глины так, чтобы он имел желаемую толщину и консистенцию.
• Уложите его вокруг пластины для дна.
• Когда вы дойдете до конца, отрежьте лишнее, а затем сдавите концы вместе.
• Сгладьте каждое кольцо по мере необходимости, чтобы сравнять стенки.
• Убедитесь, что все ровно и нет двух стыков, заканчивающихся в одной точке, потому что это создаст отверстия.

Когда дело доходит до глиняной посуды, удобно использовать кольцевую лепку для изготовления мисок, чашек и тому подобного и, если вы работаете с обжигаемой глиной, это отличный вариант, поскольку с ней легко работать и вы сможете сделать очень многое.

И наконец, лепка из целого куска глины, которая, возможно, самая простая для новичка, но изделия могут получаться более неровными в сравнении с другими видами лепки.

• Сделаете шар из глины.
• Надавливая от центра, дойдите до дна шара.
• Продолжайте выдавливать снизу до нужной ширины и высоты изготавливаемой чаши.
• Сделайте все стенки как можно более ровными.

Всё это можно сделать дома с помощью собственных простых материалов, так что в конечном итоге вы получите потрясающее изделие, которым уже можно пользоваться.

Использование гончарного круга в домашних условиях

Вы можете использовать гончарный круг, хотя и не рекомендуем начинать именно с этого. Вот несколько советов, которые помогут вам справиться с гончарным кругом:

• Во-первых, вам нужен гончарный круг, который может вместить не менее килограмма глины.
• Вам лучше рассмотреть вариант электрического гончарного круга, так как он легче в использовании.
• Убедитесь, что вы знаете, как использовать глину, с которой работаете, чтобы поддерживать ее влажной, как ее сушить и обжигать.
• Замесите и раскатайте глину в жгут, чтобы подготовить заготовку.
• Удалите все пузырьки воздуха, чтобы предотвратить растрескивание в печи.
• Прилепите получившийся комочек глины на круг и отцентрируйте его.
• Увлажните руки и держите их влажными, чтобы они скользили по глине.
• Запустите круг, увеличьте скорость и вытяните глину вверх, сглаживая стенки.
• Обхватите глину руками и осадите ее из центра.
• Промните дно, вытягивайте глину, чтобы получить нужную форму.
• Держите стенки как можно более ровными.

В конечном итоге это всё, что вам нужно сделать, чтобы слепить изделие из глины на гончарном круге.

Можно ли добавить декор на глиняные изделия?

Да, можно! Есть несколько способов декорирования глиняных изделий:

• Штампы с контррельефом. Их можно найти в специализированных магазинах. Используйте их на слегка влажной глине, чтобы сделать маркировку, которая отлично подходит для узоров или даже «подписей».
• Инструменты: вилки, ножи, иголки, расчески или подобное, которые могут создать удивительный дизайн и текстуры, от которых ваша керамика только выиграет.
• Отпечатки: листья, камни, ветки или подобное. Мягко прижмите их к глине, чтобы создать отпечаток перед тем, как обжечь изделие или высушить.

Художественное оформление действительно выглядит хорошо, и если вы не создаете керамику, которая требует глазурирования, то эти небольшие украшения, сделают вашу керамику еще более привлекательной.

Как сушить глину?

Если вы не работаете с печью, то скорее всего, вы собираетесь сушить глину воздушной сушкой или выпеканием в духовке. Есть несколько способов для каждого из них.

Для запекания в духовке:

• Разогрейте духовку до нужной температуры.
• Поместите туда глиняную заготовку на подносе.
• Запекайте необходимое количество времени.
• Проверьте твердость изделия.

Это просто, но опять же, нагрев недостаточно сильный для фарфора или фаянса.

Для воздушной сушки:

• Положите изделие в безопасное место.
• Подождите. Это может занять до 24 часов.
• Проверьте изделие на твердость и дайте ему еще времени при необходимости.
• Если вы сушите на воздухе, используйте мелкозернистую наждачную бумагу, чтобы удалить мелкие неровности, прежде чем переходить к покраске.

Сушка глиняной посуды требует времени, но правильная техника сушки, поможет вам избежать неудач.

Покраска глиняных изделий

Вы можете покрасить глину акриловой или латексной краской, если она высушивается на воздухе. Важно, чтобы и здесь вы соблюдали определенные правила.

Несколько советов по покраске:

• Убедитесь, что, если обжигаете глину, краска предназначена для использования в печи.
• Некоторые краски не требуют обжига, что иногда может быть удобным вариантом.
• Выберите краску, которая соответствует требуемой температуре, так как высушиваемую на воздухе глину нельзя обжигать.
• Наносите краску кистями, губками или другими способами.
• Дайте краске высохнуть в соответствии с инструкцией на краску.
• Если вы собираетесь обжигать в печи посуду для еды и жидкостей, используйте сначала краску и герметик, а уже затем после сушки запускайте обжиг.
• Если вы используете печь, то также используйте глазурь, чтобы полностью закрепить покраску.

Покраска добавит уникальности вашим произведениям, и хотя на первых шагах это может быть необязательным, вы сможете по-настоящему извлечь из этого пользу, если у вас есть интересные идеи для росписи. Некоторые также предпочитают красить изделия уже после запекания в духовке, это вы решайте для себя, как вам больше нравится.

Технология изготовления гончарной печи

«Заводские» печи, тем более профессионального назначения, стоят очень дорого (свыше 35 000 рублей), но народные умельцы научились делать устройства для обжига собственноручно. Стоит заметить, что по типу используемого топлива такие печи могут быть:

Мы рассмотрим только первые два, поскольку добиться требуемой температуры, сжигая древесину, будет достаточно трудно. Начнем с электрического оборудования. По способу расположения данные печи для обжига могут быть:

• муфельными (в них греющие элементы находятся вокруг герметичного сосуда (муфеля), выполненного из шамотного материала; с помощью таких печей зачастую обогреваются русские школы);
• камерными (прибор нагрева располагается внутри).

Второй вариант для домашнего изготовления больше подходит, т. к. соорудить большой муфель своими силами достаточно трудно, да и теплопотери у муфельной конструкции высокие. Рассмотрим, как можно изготовить камерную печь.

Меры предосторожности при работе с глиной

Не забывайте проявлять некоторые меры предосторожности:

• Изучите инструкции к материалам и оборудованию.
• Помните, что печь, которую вы используете, горячая и нужно быть аккуратнее с ней.
• Будьте осторожны при формовке глины, чтобы не поранить себя.
• Изучите, какие химические вещества есть во всем, с чем вы работаете.

Многие люди получают огромное удовольствие от изготовления керамики в домашних условиях, и в этой статье мы постарались рассказать, как это сделать. Если вы хотите заняться гончарным делом и беспокоитесь о том, произведет ли то, что вы делаете должное впечатление на кого-то, то просто не думайте об этом. Совершенствуйте свою технику и всегда творите на максимуме своих возможностей, и у вас получатся уникальные глиняные изделия, которые создадут уют и комфорт в Вашем доме, добавят красок и праздничности в повседневную домашнюю обстановку, подчеркнут вашу индивидуальность.

Устройство печи

Заключительным этапом создания керамического изделия является его обжиг. В этом случае незаменимыми устройствами служат гончарные печи. Прежде чем начать сооружение собственной, или осуществить покупку уже готовой, необходимо разобраться в конструкции этого изобретения. Оно имеет очень простую структуру:

1. Теплоизолированную камеру для обжига из огнеупорного материала

Газовую горелку, или же, нагревательное устройство

Загрузочно-разгрузочное устройство

Регулирующие устройства

Серьезный подход к выбору оборудования обеспечит производство качественной продукции. Причем важна не только конструкция, но и сопутствующие материалы, будь то смесь для каминов и печей, растворы и прочие средства. Все современное печное оборудование оснащено программной системой, благодаря которой печь для обогрева или же для обжига имеет удобное управление. С помощью этой системы, выполнение работ может регулироваться десятками специально установленных режимов, при которых возможно осуществлять обжиг самых разных материалов и предметов.

Сегодня производство кирпича и прочих материалов на глиняной основе – дело очень прибыльное. Крупные предприятия используют широкоформатные промышленные варианты печей, выполненных в самых разных размерах и формах. (См. также: Печь тандыр своими руками)

Разумеется, для собственного производства, как нельзя, кстати, подойдет малогабаритная печь. Многие предприятия сегодня занимаются изготовлением устройств на заказ по желанию потребителя. Причем данный вариант покупки оборудования самый оптимальный, поскольку печь будет выполнена под определенную работу.

Сейчас широкой популярностью обладают электрические печи. Они имеют специальную сварную камеру, выполненную из профилей металлических. Не стоит говорить о том, что она обладает высокой теплоизоляцией, поскольку здесь имеют место быть огнеупорный кирпич и различные волокнистые материалы. Для таких печей характерны небольшие габариты. Часто такую конструкцию принимают за печь декоративную, однако, это не так. Ее небольшие размеры связаны с меньшей толщиной футеровки. Оборудование оснащено поворотной дверью и нагревательными спиралями высокого уровня. Такой подход исключает возможность деформации обжигаемых изделий. Техника оснащена программной системой и микропроцессорным температурным регулятором.